Баранова Виктория Александровна
10 класс ОУ «Новоуральская школа»
Таврического МР
(ОАО г. Омска)
телефон: 89658786739
Доклад для выступления по теме
«Биологические исследования на орбите»
Содержание
I.
Вступление.
II.
Биологические
исследования на орбите.
III.
Наши
исследования:
1. Анализ литературы по выявлению задач
биологических экспериментов в космосе.
2. Систематизация материала по
биологическим экспериментам.
3. Анкетирование
учащихся 10 класса по теме: «Нравственный аспект биологических экспериментов
над животными».
IV.
Заключение.
V.
Ресурсы.
VI.
Приложение.
I. Вступление
Космонавтика стала острием научно-технического
прогресса, жизненной потребностью. То, что уже достигнуто в области изучения
Вселенной за 6 десятилетий, поражает. Поистине удивительные итоги. Меня
заинтересовала тема биологических исследований в космосе неслучайно, это
предопределено выбором моей профессии.
Мы решили рассмотреть один из очень важных вопросов,
которые человечество поставило перед собой, поэтому цель работы:
Анализ информационных ресурсов о
биологических экспериментах их значении и трудностях в условиях космоса ,а
также нравственный аспект проблемы при экспериментах при участии с животными.
Для достижения цели мы поставили следующие
задачи:
1.
Изучить
информационные ресурсы о биологических экспериментах
2.
Систематизировать
биологические эксперименты по целям способам, условиям, результатам.
3.
Провести
анкетирование учащихся 10 класса по теме: «Нравственный аспект биологических
экспериментов с участием животных».
Методы работы:
1.
Анализ информационных
ресурсов;
2.
Анкетирование
3.
Статистический метод
Предмет исследования:
•
Биологические эксперименты
Объект исследования:
•
Анализ задач биологических
экспериментов, значение для освоения космоса.
II.
Биологические исследования на орбите.
Еще в 1908 г. К. Э. Циолковский высказывал мысль,
что после создания искусственного спутника Земли, способного без повреждения
возвратиться на Землю, на очередь встанет решение биологических проблем,
связанных с обеспечением жизни экипажей космических кораблей. Действительно,
прежде чем первый землянин — гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин
— отправился в космический полет на корабле «Восток-1», были проведены обширные
медико-биологические исследования на искусственных спутниках Земли и
космических кораблях. Эти эксперименты позволили ученым сделать вывод — жизнь в
условиях космического полета (по крайней мере не слишком длительного) возможна.
Это было первое важное достижение новой области естествознания — космической биологии.
Биологический эксперимент - контролируемый
эксперимент (эксперимент - испытание, опыт, проба) , в ходе которого
экспериментатор имеет возможность определять и изменять его условия для
установлении той или же иной закономерности.
Биологические эксперименты производятся на
биоспутниках, космических кораблях, ОКС.
Биоспутники — это спутники,
предназначенные для проведения научных экспериментов над живыми организмами, в
условиях космоса.
Мы проанализировали
информационные ресурсы и выяснили, что на сегодняшний день биологические
исследования на орбите проводились с различными биологическими объектами:
млекопитающие: собаки (Белка, Стрелка, Пчелка,
Мушка, Чернушка, Звездочка и др.), мыши-песчанки, крысы, морские свинки;
обезьяны, кошки ( США, Франция);
земноводные: лягушки, тритоны, гекконы, жабы ;
рептилии: черепахи
рыбы: рыба-жаба (США), рыба японская оризия;
птицы: перепелки;
насекомые: мухи-дрозофилы; пчелы (США),
тараканы, мошки, осы, жуки;
паукообразные: пауки-золотопряды;
моллюски: улитки;
беспозвоночные: нематоды, тихоходы;
растения: традесканция в периоде цветения, зерна и
проростки различных сортов пшеницы, гороха, гречихи, кукурузы, лука, редиса, листовые культуры салатной капусты
"Мизуна", культура
водоросли хлорелла в жидкой питательной среде в условиях периодического
освещения и в темноте;
культура тканей с раковыми клетками, культура
тканей человека и кролика;
грибы, актиномицеты разных штаммов;
бактерии: различные штаммы кишечной палочки
(некоторые из них «летали» в космосе неоднократно), палочки маслянокислого
брожения, лизогенные бактерии;
вирусы: фаги, вирусы табачной мозаики различных
штаммов (обыкновенный, цифомандровый, подорожниковый) в водном растворе и
растворе сернокислого аммония, вирусы гриппа (на различных культурах тканей) и
ряд других биологических объектов;
нуклеиновые кислоты: дезоксирибонуклеиновая кислота;
белки: пепсин, трипсин,
аминокислоты: щелочная фосфатаза, каталаза,
пероксидаза, рибонуклеаза;
гомогенат из зародышей пшеницы;
препарат клеточных ядер (пшеницы);
Космические объекты, на которых
проводится биологические эксперименты
Биологические исследования проводятся: на
пилотируемых аппаратах и беспилотных.
§ высотных геофизических ракетах с
1951 года,
§ спутники серии «Космос»,
§ космический аппарат «Бион»,
§ космический аппарат «Фотон».
§ Орбитальные станции
Ученые работающие в области
космических биологических исследований
В биологических исследования принимали участие сотни
ученых, вот некоторые имена: О. Г. Газенко, В. И. Яздовский, А. М. Генин, А.
А. Гюрджиан, И. С. Балаховский, А. Д. Серяшин, В. С. Георгиевский, В. Н.
Черниговский, В. В. Парин, Н. М. Сисакян, Н. П. Дубинин, В. А. Энгельгардт, А.
А. Имшенецкий и многие другие.
Первыми орбитальными путешественниками считается
собака Лайка, которая была помещена в первый в мире биологический искусственный
спутник Земли 3 ноября 1957 года.
III. Наши исследования
1. Анализ литературы по выявлению задач
биологических экспериментов в космосе.
Цели биологических опытов в космосе многоплановы, они
служат решению таких практических задач космонавтики:
· Определение степени опасности
орбитального полета для живого существа (включая, разумеется, и самого
человека),
· Определение и создание возможности
включать растения в систему жизнеобеспечения, использовать их в космических
рейсах в качестве поглотителей углекислого газа, поставщиков кислорода и
продуктов питания.
· Фундаментальное научное значение.
· Непосредственное изучение
закономерностей, которыми характеризуется адаптация земных организмов к
воздействию факторов космического полета.
· Обоснование принципов и методов,
применяемых для постоянного совершенствования защиты космонавтов.
·
Поиски живой материи и
органических веществ в мировом пространстве и изучение особенностей и форм
внеземной жизни.
Цели биологических исследований
|
Примеры решения задач биологических
исследований
|
Определение степени опасности
орбитального полета для живого существа (включая, разумеется, и самого
человека)
|
1957 год ( собака Лайка). Полеты в космос
возможны.
1960 год ( собаки Белка и Стрелка). Полеты
показали, что возможно безопасное возвращение на Землю.
1966 год ( собаки Ветерок и Уголек).
Длительное пребывание в невесомости приводит к существенным, но обратимым
функциональным, структурным и метаболическим изменениям в мышцах, костях,
миокарде и нейро- сенсорной системе млекопитающих. Возникла необходимость
более детального изучения этих изменений с целью разработки и внедрения в
пилотируемую космонавтику средств профилактики неблагоприятного действия
невесомости на организм человека.
|
Определение и создание возможности включать растения в
систему жизнеобеспечения, использовать их в космических рейсах в качестве
поглотителей углекислого газа, поставщиков кислорода и продуктов питания.
|
Эксперименты длительностью 630 суток проводились на борту
орбитального комплекса "Мир" и 820 суток на борту МКС ученые
исследовали такие высшие растения, как пшеница, горох, редис, ячмень,
листовые культуры /салатная капуста "Мизуна" и другие/.
"Результаты, показали, что условия космического полета и отсутствие
такого экологически значимого фактора, как гравитация, не влияют на
протекание основных процессов жизнедеятельности растений. Значит есть
возможности создания систем жизнеобеспечения космических экипажей на основе
биосферных механизмов регенерации среды обитания.
|
Фундаментальное научное значение.
|
Выяснили влияние
радиации и невесомости на один из таинственных механизмов живого -
генетический код, на «запись» наследственных признаков, передаваемых от
родителей к детям, от одного живого организма к другому.
Ученые считают, что,
познав реакцию живого на невесомость, можно экспериментально выявить роль
гравитации в зарождении и становлении жизни на Земле, то есть решить
важнейшую научную и мировоззренческую проблему - проверить ту самую
космологическую гипотезу о гравитации как определителе главных этапов
развития жизни, о которой мы говорили.
Роль
силы тяжести в возникновении жизни и реализации жизненных процессов,
детерминированность индивидуального развития, уникальность биологической
эволюции на Земле и т. д.
|
Непосредственное изучение закономерностей, которыми
характеризуется адаптация земных организмов к воздействию факторов
космического полета.
|
С 1973-1996 программа «Бион».
· Комплексное исследование влияния невесомости
на организм и его отдельные функциональные системы.
· исследование влияния невесомости и факторов
открытого космического пространства на внутриклеточные процессы
жизнедеятельности.
· изучение биологически значимых характеристик
космического ионизирующего излучения и эффектов его воздействия на живые
системы в условиях открытого пространства и внутри космического аппарата, а
также исследование и отработка новых методов и средств космической дозиметрии
для их последующего применения в перспективных космических миссиях.
|
обоснование принципов и методов, применяемых для
постоянного совершенствования защиты космонавтов.
|
Невесомость,
как выяснилось, вполне переносима, но при длительном в ней пребывании
организм реагирует на условия жизни без веса: уменьшается мышечная масса,
меняется минеральный состав костей, они становятся хрупкими, этот процесс
особенно ярко выражен в позвонках, в костях конечностей. Так, прочность
костей животных за две недели космической вахты снижается почти на 30%. И
хотя организм через некоторое время после возвращения на Землю
восстанавливается, есть опасность переломов в нештатной ситуации, например
при жесткой посадке. Необходимо принимать меры, чтобы обеспечить человеку
защиту. Разработали особые физические упражнения для космонавтов,
конструировать специальные тренажеры, костюмы, способные уменьшить
воздействие невесомости...
|
поиски живой материи и органических веществ в мировом пространстве и
изучение особенностей и форм внеземной жизни.
|
14 марта 2016 года к Марсу запущен
космический корабль с целью обнаружения живой материи.
Обследование Лунного грунта-реголита.
Признаков жизни не обнаружено.
|
2. Систематизация материала по
биологическим экспериментам.
Трудности, проблемы и особенности
биологических экспериментов на орбите.
В течение длительного времени методы,
которыми владела биология, позволяли изучать явления жизни в строго
ограниченных пространственных пределах биосферы Земли и в несколько менее
ограниченных, чем сейчас, временных пределах. Когда были созданы космические
летательные аппаратов, способные превысить первую и вторую космические скорости
и покинуть пределы Земли, стало возможным изучать природу и свойства живых
организмов новыми, ранее недоступными методами и в несколько иных измерениях
пространства и времени.
Исключительный биологический интерес
экспериментальных исследований заключается в том, что имеется ряд факторов и
других особенностей при космических полетах.
Во-первых, действие этих
факторов во время космических полетов является непрерывным и практически
неизменным.
Во-вторых, земные
организмы за всю историю своего существования и эволюции не сталкивались с
ними.
В-третьих, экспозиция к их
воздействию не вызывает ни немедленной гибели, ни острой патологии, в связи с
чем можно проводить точные и разнообразные биологические эксперименты.
Ученые-исследователи встретились с
некоторыми трудностями:
Ø Часто опыты проводятся без
непосредственного участия исследователей, на автоматических спутниках.
Ø применяется сложное и в то же время
максимально легкое и компактное оборудование – таково непременное требование
выведения на орбиту полезного груза.
Ø Для высших животных, например, создаются
автоматические системы, поставляющие кислород для дыхания, пищу и питье,
удаляющие отходы жизнедеятельности.
Ø В пилотируемые полеты космонавты пока не
берут с собой высших животных. Сложны и очень трудны космические эксперименты
на живом материале.
Ø На боту корабля, из-за состояния
невесомости, сложно использовать биоматериал, инструменты, реактивы, которые
должны содержаться в герметических сосудах.
Ø Работа космонавтов расписана по минутам;
помимо биологических, они выполняют множество других программ, поэтому
требование ко всем экспериментам: максимальная простота операций.
Ø Инженерами в тесном
сотрудничестве с биологами для содержания экспериментальных объектов на борту
биоспутников была разработана соответствующая аппаратура, включающая
контейнеры различных объемов и форм, термостаты, культиваторы растений,
полностью автоматизированные системы жизнеобеспечения крыс, центрифуги для
создания искусственной силы тяжести (ИСТ), облучатель с искусственным
источником гамма-излучения, дозиметры и т.д.
Перспективы биологических
исследований
Перспективная программа
изучения роста и развития млекопитающих в условиях космического полета.
Она предусматривала:
§ оценку влияния невесомости и гипергравитации на
различные этапы пре- и постнатального развития;
§ оценку возможности существования в условиях
невесомости на протяжении полного цикла индивидуального развития и в
последовательном ряду поколений;
§ изучение темпов старения, возрастных изменений общей
резистентности и репродуктивной способности животных в космических полетах и
после возвращения на Землю.
3. Анкетирование учащихся 7, 10,11 классов по теме: «Нравственный аспект
биологических экспериментов над животными».
Было проведено анкетирование среди средних и старших классов. 7классов
50 человек, 10-11 классов 40 человек. Анкета содержала два вопроса:
1.
Над какими животными
проводились биологические эксперименты в космосе?
2.
Как вы относитесь к
экспериментами над животными?
Получились следующие результаты:
Классы
|
Первый вопрос
|
Второй вопрос
|
Популярные
|
Остальные
|
Отрицательно
|
Положительно
|
7
|
Собаки, обезьяны
|
Крысы, попугай, петух, баран
|
44
|
6
|
10
|
Собаки, обезьяны
|
Кошки, черепахи.
|
4
|
16
|
11
|
Собаки, обезьяны
|
Мыши, курицы
|
0
|
20
|
|
|
|
|
|
|
|
IV.
Заключение
Собрав и
систематизировав материал по данной теме, я узнала много нового: многообразие
биообъектов, побывавших на орбите, цели, трудности биологических экспериментов.
Оценила их значение для освоения космоса человеком. Столкнулась с нравственной
проблемой опытов над животными. Со своей работой выступила перед учащимися
школы, если бы они отвечали на вопросы анкеты после выступления, результаты
были бы другими.
V.
Ресурсы
ü http://enciklopediya-tehniki.ru/promyshlennost-na-b/biologicheskiy-iskusstvennyy-sputnik.html
ü
http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/genin/chelovek-v-kosmose/02.html
ü
http://astronaut.ru/bookcase/books/spacebio/text/06.htm
ü
http://bse.sci-lib.com/article065124.html
ü
http://www.bbc.com/russian/blogs/2013/06/130614_blog_space_blinov_experiments
ü
http://www.agnivek.ru/snamerenia2.htm
ü
http://www.chaltlib.ru/articles/resurs/jubilei_goda/god_rossijjskojj_kosmonavtik/zhivotnye_v_kosmose/
ü
http://www.zoodrug.ru/topic1794.html
ü
http://www.xliby.ru/transport_i_aviacija/vzlyot_2007_11/p19.php
ü
http://scorcher.ru/journal/art/art59.php
ü Реброва Л.В. Живые организмы в космосе. М., Просвещение, 1989.
ü
Газенко О.Г., Пестов И.Д., Макаров
В.И. Человечество и космос. – М., Наука, 1987
VI.Приложение
Часть биологических объектов,
находившихся на борту космических кораблей.
Слева направо: соцветие
традесканции в «биопатроне», мухи-дрозофилы («Восток-3»), сухие семена гречихи,
мухи-дрозофилы («Восток-4»), икра вьюнов в «биопатроне».
Собака Стрелка со своим
потомством.
Мыши проходят испытание в условиях невесомости.
Результаты экспериментов на биоспутнике «Биос 1М»
Кот Феликс готовиться к полету (1963 г.).
Японские рыбки Оризия
В космосе побывали
32 обезьяны.
Нематоды.
Тихоходка
Паук.
Черепаха.
Перепела.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.